Реконструкция, модернизация и ремонт градирни. Что нужно знать, начиная работы

Почему возникает потребность в ремонте градирен?

На многих предприятиях России до сих пор функционируют вентиляторные градирни и башни, построенные еще в советские времена, более 25 лет назад. Вечных материалов не существует, а в то время еще не было освоено массовое применение долговечных полимеров и стеклопластиков. Большинство установок того периода были укомплектованы деревянным оросителем и каплеотбойником, шиферной обшивкой и железобетонным каркасом.

Даже при ежегодном обслуживании и профилактике эти материалы выработали свой ресурс 10–15 лет назад.

Это хорошо видно на примере башен. Стоимость ремонта для них велика, поэтому в эксплуатации еще находится немало башенных градирен, нуждающихся в капитальном ремонте. Для вентиляторных градирен ситуация проще — большинство из них уже были реконструированы и оснащены современными комплектующими. Однако не стоит забывать, что для таких установок, модернизированных 10–15 лет назад, хотя и начали применяться полимеры, но это были первые опытные партии, срок службы которых тоже подошел к концу.

Вообще, стоит отметить, что градирня — это сложное техническое сооружение, требующее периодического обслуживания. Действие влаги, растворенных веществ, агрессивной кавитации водовоздушной смеси и перепадов температур негативно сказывается на его состоянии и долговечности.

За годы эксплуатации большая часть оборудования, изначально установленного на этих сооружениях, подвергалась различным воздействиям и пришла в негодность. При этом даже мелкие поломки могут привести к падению охлаждающей способности и нарушению производственного цикла. Самое неприятное, что все эти последствия, как правило, проявляются в летнее время при максимальной нагрузке на производство и грозят убытками.

Как же избежать этой проблемы?

Можно улучшить градирню, заменив изношенные узлы и детали. Однако это не решит основную проблему — износ каркаса.

Можно выполнить реконструкцию установки — заменить на ней всё, что вызывает опасения, включая элементы каркаса. А можно, если позволяет бюджет, осуществить модернизацию градирни, фактически демонтировав старую и построив новую, современную. Если размер модернизируемой единицы небольшой, то замена ее на аналогичную новую установку не требует слишком больших затрат. В таком случае действительно лучше поменять оборудование полностью, что гарантирует дальнейшую его эксплуатацию на протяжении многих лет.

Однако размеры секции могут быть довольно большими. В таком случае замена даже отдельных механизмов и частей требует значительных финансовых вливаний. Поэтому следует опрпеделить, какие узлы и агрегаты можно эксплуатировать, а какие уже окончательно вышли из строя и требуют замены. Для этого проводят обследование градирни. Наибольшую сложность в оценке представляет несущий каркас, ведь от его состояния зависит, можно ли вообще эксплуатировать сооружение. Поэтому для проведения работ по обследованию градирни следует привлекать специализированные компании, имеющие соответствующие разрешения.

По результатам экспертизы будет ясно, можно ли провести модернизацию существующей градирни или необходима поставка новой.

Для установки с площадью орошения более 16 м² затраты на новое строительство могут значительно превысить стоимость проведения реконструкции. Поэтому мы при такой возможности предлагаем использовать существующие конструкции. Ведь работа градирни зависит от примененного на ней оборудования, а его можно заменить на любой типовой установке на современные эффективные комплектующие.

В случае, если экспертиза безопасности несущих конструкций все же покажет, что дальнейшая их эксплуатация невозможна, то остается единственный выход — строительство нового сооружения. Зачастую при новом строительстве все-таки можно использовать существующий водосборный бассейн. Это также позволит частично сэкономить средства заказчика.

Цена нового строительства, конечно, выше стоимости проведения реконструкции. Однако в результате вы получаете объект, который в итоге прослужит значительно дольше реконструированного сооружения.

В любом случае, какой бы вариант вы не выбрали, следует тщательно подходить к поиску подрядчика. Это должна быть компания, обладающая значительным опытом в данной сфере, способная выполнить задание полностью — от проектирования до изготовления оборудования и его монтажа.

Эксплуатация градирен

Казалось бы, вывод очевиден! Но давайте немного шире взглянем на причины выхода оборудования из строя. Мы еще не упоминали сам процесс эксплуатации. Какой бы качественный материал ни был, при его халатном и попустительском использовании ожидать долговечности не приходится.

Каждый механизм нуждается в плановом осмотре и обслуживании. Однако часто ими пренебрегают. И это происходит не из-за недостаточной квалификации персонала (хотя такое тоже бывает).

Большой проблемой стала оптимизация. Это слово последние пять лет прочно вошло в заводскую жизнь, оптимизируется всё: издержки, оборудование, люди. Иногда хорошая идея о повышении конкурентоспособности продукции ведет и к перекосам. На пять-шесть имеющихся в работе градирен остается два-три человека обслуживающего персонала. Выполнить осмотр или плановую замену деталей они просто не успевают.

Основные проблемы, приводящие к ремонту градирен

Что происходит, если за градирней не следить?

Постепенно она перестает охлаждать воду в необходимом количестве и с требуемым перепадом температур. Происходит это по нескольким причинам.

1. Старение и усталость металла каркаса градирни

При этом процессе возможны самые негативные последствия: частичное или полное разрушение конструкций. Менее серьезным последствием будет провисание площадок оросителя и водоуловителя, площадок двигателя, приводящее к отклонениям от нормативных значений. При высокой степени коррозийного разрушения металлоконструкций, когда процесс уже сильно запущен, часто единственным выходом остается полная замена всей водоохлаждающей установки.

2. Разрушение бетона чаши и каркаса под воздействием знакопеременных температур

При появлении трещин, сколов и отслаиваний бетона его несущая способность уменьшается. Если говорить о железобетонных элементах каркаса, то его эксплуатация становится опасной, а у железобетонных чаш появляются течи. Вода постоянно уходит из цикла, и требуется ее восполнение, что ведет к значительным денежным затратам на подпитку воды.

3. Забивание оросителя или обрастание водорослями и солями жесткости

Ороситель, особенно в башнях, поставляемый в начале 2000-х, чаще всего изготавливался из ПНД — полиэтилена низкого давления (плотности). Этот материал при воздействии ультрафиолета и морозов разрушается. Отдельные части блоков отламываются, попадают в бассейн и засоряют насосы и теплообменное оборудование.

Кроме того, ПНД подвержен обрастанию из-за своей шероховатой структуры. Отложения кальция и биология достаточно быстро закрепляются, забивая каналы. Уменьшение полезной площади теплообмена значительно: до -30% за несколько первых лет функционирования.

4. Забивание и падение эффективности водораспределения

Падение давления и уменьшение факелов связано с забиванием водораспределительной системы. Это происходит в металлических трубах из-за осадков, оставляемых на поверхности трубы при прохождении хладагента в ВРС с малой скоростью (0,8–1 м/с). Всё это ведёт к неравномерности распыления жидкости по площади орошения и уменьшению охлаждающей способности.

5. Падение производительности вентилятора градирни

Происходит уменьшение потока воздуха, нагнетаемого вентилятором, из-за изменения угла атаки лопастей рабочих колес или появления подсосов воздуха. Корень этого осложнения — в ослаблении креплений или болтовых соединений ступицы рабочего колеса осевого вентилятора или диффузора.

В первом случае при ослабевании затяжки прижимной скобы под действием потока воздуха лопасть поворачивается и меняется угол атаки. Последствия могут быть разными: от ухудшения охлаждения до дисбаланса, отрыва лопасти и полного разрушения оборудования.

Во втором случае происходит ослабление крепления секторов диффузора, появляются полости, в которые поступает воздух, сильно уменьшая производительность вентустановки.

6. Изменение КПД электродвигателя градирни

В процессе старения характеристики электродвигателя могут меняться. Со временем он начинает терять мощность, что приводит к уменьшению потока воздуха, проходящего сквозь оросительный слой.

7. Уменьшение сечения воздуховходных окон

Основная причина — неверно сконструированный тамбур или жалюзи, установленные после запуска самой градирни. При этом уменьшается полезная площадь поверхности, через которую проходит воздух. Это приводит к росту скорости входа потока воздуха в оросительный слой. Появляется турбулентность, уменьшается время контакта сред, изменяется массовое соотношение воды и воздуха, что негативно сказывается на охлаждающей способности установки и ведет к снижению КПД. Те же последствия имеет неверный выбор высоты окна при проектировании.

8. Разрушение обшивки градирни или ветровых перегородок

При сквозной коррозии или выпадении листов обшивки внутрь сооружения подсасывается воздух помимо оросительного слоя, что ведет к уменьшению количества воздуха, проходящего через ороситель, и, как следствие, к снижению температурного перепада.

При разрушении ветровых перегородок во время ветра происходит сквозное «продувание» градирни, часть воды выдувается наружу, что приводит к потере воды, появляется потребность в дополнительной подпитке и финансовых затратах.

Что стоит помнить, приступая к ремонту градирни? 

Описанные немного выше сложности могут встречаться вместе или по отдельности. Для каждой из них есть свой способ решения. Но прежде чем описать их, следует указать ряд факторов, влияющих на конечный результат.

Первый из них — количество средств, заложенное в бюджете.

Хороший бюджет — это реалистичный план на ближайший год, выраженный в количественных показателях и характеризующий финансовое состояние предприятия.

В том числе в бюджет закладываются работы по модернизации технологического оборудования. И зачастую на их проведении предприятие пытается сэкономить, но, как показывает практика, это не позволяет достичь ожидаемого экономического эффекта.

Экономия средств на реконструкцию градирни может сказаться на всем технологическом процессе предприятия. Так некачественно или не до конца проведенные работы повлекут за собой неизбежность их повторения, а значит, приведут к затрате новых средств сверх бюджета. Градирня является важной частью технологической линии, и её вынужденная остановка повлечет остановку всего технологического процесса. И вот здесь экономические потери достигают больших значений. Проблему лучше предупредить, чем с ней бороться!

Второй фактор – кто и как проводит ремонт водоохлаждающего аппарата. В современных реалиях подрядчик выбирается через тендер или конкурс, а критерием выбора является цена. При таком подходе всегда есть риск выбрать дешевую, но неопытную фирму. Стоит задуматься, если финальная цена претендента сопоставима с ценой оборудования других участников. Поскольку работы по усовершенствованию установки трудоемкие, то, скорее всего, на материалах подрядчик сэкономит. Через несколько лет такая экономия превратится в необходимость повторения процедуры с выделением средств, сильно превышающих сэкономленную сумму.

Способы модернизации градирен

Далее мы рассмотрим методы модернизации градирни. Выбор метода зависит от текущего состояния объекта, финансовых возможностей заказчика и поставленных целей. Вы можете выбрать один метод или комбинировать несколько.

Как модернизировать ороситель градирни?

Как правило, при ремонте градирен максимального эффекта можно достичь путем увеличения полезной поверхности охлаждения, минимизации гидродинамического сопротивления и увеличения равномерности орошения, а также улучшением подачи воздуха.

Что даст замена наиболее важного элемента оросительного устройства?

Для эффективного охлаждения воды ороситель должен обеспечивать необходимый теплосъем, а для экономии электроэнергии он должен иметь минимально возможное аэродинамическое сопротивление. Конструкция оросителя должна обеспечивать достаточную жесткость и удобность в монтаже, исключать забивание блока взвешенными веществами (жирами, смолами, нефтепродуктами), изготавливаться из современных долговечных материалов. При выполнении всех этих требований оросительное устройство даёт максимально возможное охлаждение воды.

Таким образом, если имеющийся ороситель не удовлетворяет описанным требованиям, то его замена на современный может значительно улучшить работу охлаждающего агрегата.

Кроме этого, стоит учитывать, что блоки необходимо укладывать плотно, без зазоров, строго следуя схеме производителя.

Как модернизировать водораспределение градирни? 

При изготовлении водораспределительной системы чаще всего используют металл, что обусловлено дешевизной и легкостью его монтажа. Однако внутренняя поверхность металлических труб подвержена коррозии, поэтому при прохождении воды в ВРС с малой скоростью (0,8–1 м/с) происходит осаждение взвеси в распределительных участках коллекторов, что приводит к их забиванию. Как следствие, это ведет к неравномерности распыла хладагента по рабочей поверхности и уменьшению теплосъема.

Более чем в три раза увеличить срок службы системы, по сравнению с металлической, позволит применение стеклопластиковой ВРС.

Реконструкция водораспределительной системы градирни, с использованием стеклопластиковых труб и оптимальным распределением орошающих сопел, с учётом реальной гидродинамической нагрузки, приведет к более интенсивному охлаждению воды за счёт большей равномерности орошения.

Равномерность скорости движения воды в ВРС можно получить несколькими способами:

• Первый: изменить (уменьшить) расстояния между соплами при заданном напоре, что увеличит количество точек истечения жидкости и расход, повысит перекрываемость факелов.
• Второй: уменьшить диаметр поперечного сечения трубы по ходу движения воды, что даст равномерность скорости по всей длине ВРС.
• Третий: сделать закольцованную ВРС, имеющую более равномерное давление во всех участках.

Комплексное решение этой проблемы — телескопическая система водораспределения с коллекторами переменного сечения, оснащенная соплами, подобранными по результатам гидравлических расчетов и моделирования. Особенно актуально это решение на башенных градирнях, градирнях типа СК-400 и СК-1200. Изготовление такой системы позволит при правильном расположении сопел избежать зарастания труб. Дополнительно в торцевых участках можно сделать промывочные сопла большого сечения или съемные фланцы.

Другим аспектом может быть применение композитных материалов с более гладкими внутренними поверхностями, например ВРС из стеклопластика.

Трубы из него обладают гладкой внутренней поверхностью и высокой коррозионной стойкостью. На них не происходит концентрации химических и биологических отложений. При этом они имеют высокие гидравлические характеристики, что снижает затраты на перемещение хладагента, а также исключает необходимость очистки системы.

При использовании стеклопластиковой ВРС потери напора в трубопроводах будут минимальны, а распределение воды по поверхности оросителя — равномерным.

Как ремонтировать обшивку градирни? 

Современная стеклопластиковая обшивка, например ЛСП, появилась сравнительно недавно, около 10 лет назад. Ее применение ограничивалось высокой ценой и небольшим предложением, т. к. выпуск освоили всего 2–3 фирмы. Большинство же сооружений было обшито профлистом, шифером или ПВХ обшивкой ЭПЛ-200.

Профлист и шифер имеют невысокий срок службы в агрессивной среде. ЭПЛ-200 изготовлена из ПВХ, имеющего высокий коэффициент температурного расширения, из-за чего под действием солнечного света возможно выгибание листов и их поломка. Поэтому через 5–7 лет возникает потребность в новой замене.

Для проведения работ сооружение полностью расшивается, из него выгружаются полимерные технологические элементы. Далее, в зависимости от ветрового и снегового района, в котором расположено предприятие, проводится расчет несущей способности ригелей под обшивку. При необходимости устанавливаются дополнительные ригеля. В среднем новые листы крепятся через метр в каждом из направлений. Крепление осуществляется на заклепки, болты или саморезы..

После установки ригелей градирня обшивается новым материалом. Мы рекомендуем стеклопластик или ПВХ, усиленный слоем АБС-пластика. Последние 1–2 листа в каждой секции остаются открытыми. В этот проем загружаются технологические элементы. После их укладки оставшиеся проемы закрываются.

Как реконструировать вентиляторную установку градирни?

Основной сложностью при эксплуатации вентилятора градирни является старение материалов диффузоров и рабочих колес.

Для корпусов вентиляторов проблема старения менее острая, т. к. разрушающее воздействие невелико. Чаще всего ремонт диффузора производится по причине его повреждения предметами извне. Наиболее частая проблема, приводящая к реконструкции вентиляторной установки, — неверный монтаж корпуса вентилятора с появлением эллипсоидности. При такой сборке появляются точки, в которых рабочее колесо задевает отдельные секторы. В этих местах и происходит разрушение составных частей вентилятора.

В теплую погоду восстановление диффузора допускается проводить на месте с применением ремкомплекта из смолы и ровингов. Если же на улице холодно или повреждение сильное, то оно должно производиться в цеху. При этом на поврежденный участок накладывается заплатка с усилением, после чего оборудование может прослужить еще несколько лет.

Для рабочих колес под воздействием переменной нагрузки в местах крепления возможно ослабление затяжки болтов или разрушение краев лопасти. Если смолы и составы, из которых она изготовлена, дешевые и их толщина маленькая, то лопасть может оторваться совсем, повредив другие узлы. Некоторые производители для удешевления выполняют хвостовой элемент из стеклопластика, не устанавливая закладную в месте расширения лопасти у корня, где нагрузка максимальная. Такой подход чреват появлением трещин и расслоением материала.

Зачастую разрушение уже необратимо, и отремонтировать рабочее колесо не представляется возможным, его просто приходится менять.

Если же ремонт возможен, то он проводится только в оборудованном цеху, на специальной матрице.

Для восстановления работоспособности поврежденный участок лопасти зачищается и усиливается вкладышем, после чего заделывается смолами и стеклотканью. Когда заплатка затвердеет, колесо обязательно проходит балансировку. Если этот этап пропустить, то появляется дисбаланс и еще более серьезные повреждения.

Поскольку тяжелое колесо вентилятора градирни вращается с большой скоростью (до 3 оборотов в секунду), то его восстановление должно быть выполнено с точностью и знанием процесса. Только профессионал сможет вернуть первоначальное состояние рабочего колеса с высоким качеством. В противном случае можно усугубить состояние дел.

Как установить жалюзи при модернизации градирни? 

Многие предприятия сталкиваются с проблемой обледенения при эксплуатации градирен в зимнее время. Оно существенно усложняет труд обслуживающего персонала и зачастую приводит к повреждениям элементов.

Чтобы избежать сложностей с эксплуатацией в зимнее время, большинство заводов проводят установку воздухорегулирующих жалюзи. Это эффективное решение, которое позволяет не только легко регулировать поток воздуха, поступающего в вентиляторную градирню, но и быстро законсервировать ее на зимнее время.

Установка жалюзи заключается в монтаже несущего металлокаркаса по периметру воздуховходных окон или в организации тамбура, отнесенного от плоскости стенки на некоторое расстояние.

Жалюзи изготавливаются с ламелями из профилированного металлического листа или из ЛСП. Исполнение допускается с горизонтальным или вертикальным расположением створок.

Применение жалюзи вполне обосновано и экономит средства предприятия при последующей эксплуатации, окупаясь за 5–6 лет.

Преимущества работы с компанией "НПО"Агростройсервис"

Сейчас всё чаще заказчики при проведении модернизации водооборотного цикла ищут одного подрядчика на все виды работ, начиная от проекта и заканчивая вводом объекта в эксплуатацию. При выполнении одной компанией всех работ «под ключ» вся ответственность за результат ложится на её плечи. Заказчик понимает, что в таком случае может спрашивать качественное выполнение любого этапа работ с единственного подрядчика.

Если же выполнение работ разбивается на много отдельных частей, то в случае возникновения претензий к качеству работ разобраться, кто же виноват, бывает очень сложно. Так, например, каркас градирни может не состыковываться при сборке не из-за брака на производстве, а из-за кривого фундамента или ошибки в проекте. То же происходит со всеми остальными видами работ — различные организации обоснованно и не очень пытаются переложить ответственность на других участников стройки.

Чтобы этого не происходило, весь объем работ отдают в одни руки. При этом компания, которая берет на себя обязательства, конечно, должна обладать соответствующим опытом и масштабом. Даже в случае привлечения субподрядных организаций на отдельные виды работ ответственность за результат их работы генподрядчик берет на себя.

Компания «Агростройсервис» работает в области строительства градирен с 1992 года. В нашей структуре есть не только крупнейшее производство, но и свой проектный отдел, строительные бригады, штат шеф-инженеров. Мы готовы взять на себя выполнение всего комплекса работ и качественно провести модернизацию Вашего оборотного цикла.

Наши компетентные сотрудники осуществляют подбор наилучшей комплектации градирни, подкрепленной тепловым, аэродинамическим и гидравлическим расчетом. Когда заказчик выберет один из вариантов, мы начинаем проектирование объекта и финальная разработка.

Основной этап реконструкции — проведение монтажных и пусконаладочных работ — производится обязательно в соответствии с проектом, ГОСТами и СНиПами.
После введения реконструированной градирни в эксплуатацию наши сотрудники берут под контроль дальнейшее полное техническое сопровождение объекта.

Заказать реконструкцию градирни вы можете по бесплатному номеру 8-800-222-45-62. Готовы решать проблемы любой сложности!